ES1301002U - INSTALLATION, ROBOT AND HEAD TO SPRAY A PRODUCT INSIDE A SUITABLE CONTAINER TO CONTAIN MOLTEN METAL (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
INSTALACIÓN, ROBOT Y CABEZAL PARA PULVERIZAR UN PRODUCTO EN EL INTERIOR DE UN RECIPIENTE ADECUADO PARA CONTENER METAL FUNDIDOINSTALLATION, ROBOT AND HEAD TO SPRAY A PRODUCT INSIDE A SUITABLE CONTAINER TO CONTAIN MOLTEN METAL
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
En general, la presente invención se refiere al campo técnico cabezales de gunitado, generalmente incorporados en máquinas, robots o sostenidos por grúas puente, para proyectar o pulverizar un material, preferentemente, un material refractario para el revestimiento de recipientes, artesas, distribuidores de coladas o cualquier otro contenedor o recipiente adecuado para contener metales fundidos, preferentemente, hornos eléctricos en los cuales se funde acero.In general, the present invention refers to the technical field of shotgun heads, generally incorporated into machines, robots or supported by overhead cranes, for projecting or spraying a material, preferably a refractory material for lining containers, tundishes, sprue distributors or any other container or container suitable for containing molten metals, preferably electric furnaces in which steel is melted.
Un objeto de la invención es el de proporcionar un cabezal como el anteriormente descrito, que facilita las labores de monitorización y/o control del proceso de pulverización del producto dentro del recipiente, de modo que se facilita la monitorización, control y vigilancia de los operarios durante el gunitado y se reducen los peligros a los que pueden estar expuestos.An object of the invention is to provide a head such as the one described above, which facilitates the work of monitoring and/or control of the spraying process of the product inside the container, so that the monitoring, control and surveillance of the operators is facilitated. during gunning and the dangers to which they may be exposed are reduced.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
En el sector de la metalurgia y otros sectores industriales, se utilizan habitualmente contenedores o recipientes de diversos tamaños y formas que están diseñados para retener materiales a elevadas temperaturas, por ejemplo, a temperaturas superiores al punto de la fusión de materiales que van a contener. Como es bien conocido en el estado de la técnica, estos recipientes están normalmente hechos de metales y están revestidos con una capa de material refractario (que puede instalarse en forma de ladrillo revistiendo la superficie interna del recipiente o puede proyectarse directamente sobre la superficie interior del recipiente) para proteger la parte metálica del recipiente de las altas temperaturas que va a tener que soportar.In the metallurgy and other industrial sectors, containers or vessels of various sizes and shapes are commonly used which are designed to retain materials at elevated temperatures, for example, at temperatures above the melting point of the materials they are to contain. As is well known in the state of the art, these vessels are normally made of metals and are lined with a layer of refractory material (which can be laid in the form of a brick lining the internal surface of the vessel or can be projected directly onto the interior surface of the container) to protect the metal part of the container from the high temperatures that it will have to withstand.
Los materiales refractarios presentan una alta estabilidad química y física a altas temperaturas. Dependiendo del entorno en el que se emplean, deben ser resistentes al choque térmico, químicamente inertes, trabajar en intervalos específicos de conductividad térmica y presentar coeficientes de expansión térmica particulares.Refractory materials have high chemical and physical stability at high temperatures. Depending on the environment in which they are used, they must be resistant to thermal shock, chemically inert, work in specific intervals of thermal conductivity and present particular coefficients of thermal expansion.
Los óxidos de aluminio (alúmina), silicio (sílice) y magnesio (magnesia) son los materiales más habituales utilizados en la fabricación de materiales refractarios. Otros óxidos que se utilizan habitualmente para la fabricación de materiales refractarios son el óxido de calcio (cal) o el óxido de circonio (circonia), entre otros. Las arcillas y arenas refractarias, así como la andalucita, son también ampliamente utilizados en la fabricación de materiales refractarios. Los materiales refractarios deben elegirse de acuerdo con las condiciones a las que se van a enfrentar en los recipientes que están revistiendo.Oxides of aluminum (alumina), silicon (silica) and magnesium (magnesia) are the most common materials used in the manufacture of refractories. Other oxides that are commonly used for the manufacture of refractory materials are calcium oxide (lime) or zirconium oxide (zirconia), among others. Refractory clays and sands, as well as andalusite, are also widely used in the manufacture of refractory materials. Refractory materials must be chosen according to the conditions they will face in the vessels they are lining.
Estas masas de material refractario se producen por lo general mezclando un material refractario en seco, que se presenta en forma granular o en polvo, con un aglutinante líquido. Por ejemplo, para el revestimiento de hornos eléctricos en los que se funde acero, es conocido utilizar una arena de magnesita que se endurece al mezclarse con agua, adhiriéndose así la mezcla a las paredes de ladrillo refractario que hay en los hornos.These masses of refractory material are generally produced by mixing a dry refractory material, which is in granular or powdered form, with a liquid binder. For example, for the lining of electric furnaces in which steel is melted, it is known to use magnesite sand which hardens when mixed with water, thus adhering the mixture to the refractory brick walls in the furnaces.
El material refractario se usa habitualmente para el revestimiento de recipientes, artesas, distribuidores de coladas o cualquier otro contenedor o recipiente configurado para contener metales fundidos, especialmente, en el sector de la metalurgia.The refractory material is commonly used for the lining of vessels, troughs, sprue distributors or any other container or vessel configured to contain molten metals, especially in the metallurgy sector.
El proceso de gunitado de recipientes o contenedores como los arriba descritos, comprenden la proyección a presión del material refractario sobre las paredes interiores del mismo.The gunning process for vessels or containers such as those described above, includes the pressure spraying of the refractory material on the interior walls thereof.
Actualmente las técnicas que se conocen para el gunitado de hornos, cucharas o recipientes cilíndricos son la técnica manual y algunas técnicas automatizadas que incluyen máquinas, instalaciones o robots gunitado que incorporan un cabezal destinado a ser introducido dentro del recipiente para pulverizar el material. En ambos casos, los elementos esenciales para el gunitado son una gunitadora (que es el conjunto formado por una tolva del producto a gunitar y una cuba de presión para realizar el transporte de material), y una manguera anti abrasiva con lanza para pulverizar el producto ya mezclado con agua.Currently, the techniques that are known for gunning furnaces, ladles or cylindrical containers are the manual technique and some automated techniques that include gunning machines, installations or robots that incorporate a head intended to be inserted into the container to spray the material. In both cases, the essential elements for gunning are a gunning machine (which is the set made up of a hopper for the product to be shotgunned and a pressure tank to carry out the material transport), and an anti-abrasive hose with a lance to spray the product already mixed with water.
Con la técnica manual un operario es el encargado de hacer el gunitado. Para ello el operario se coloca cerca del horno para hacer el gunitado desde la puerta de escoria o desde una plataforma de mantenimiento. El operario tiene que sujetar la lanza durante toda la operación de gunitado con una fuerza y una presión constante para garantizar un correcto recubrimiento de las paredes del contenedor, por ejemplo, del horno, cuchara o recipiente cilíndrico.With the manual technique, an operator is in charge of gunning. To do this, the operator stands near the furnace to perform the gunning from the slag door or from a maintenance platform. The operator has to hold the lance throughout the gunning operation with a constant force and pressure to guarantee a correct coating of the container walls, for example, the oven, ladle or cylindrical container.
El operador realiza las operaciones de gunitado desplazando, girando y moviendo la lanza y la manguera anti abrasiva, con el fin de poder cubrir por completo las paredes interiores de del recipiente con el producto correspondiente. Durante el movimiento del operario pueden producirse tropiezos con la propia manguera anti abrasiva, de la misma manera que exige un esfuerzo alto por el constante caudal de presión y el peso que se transporta en la manguera antiabrasiva y la lanza, con la cual está trabajando el operario. Con esta técnica manual, el trabajo físico del operario es significativo, teniendo que sujetar lanzas de tuberías que alcanzan los seis metros.The operator performs the gunning operations by displacing, turning and moving the lance and the anti-abrasive hose, in order to be able to completely cover the interior walls of the container with the corresponding product. During the movement of the operator, the anti-abrasive hose itself can trip, in the same way that it requires a high effort due to the constant flow of pressure and the weight that is transported in the anti-abrasive hose and the lance, with which the operator is working. operator. With this manual technique, the physical work of the operator is significant, having to hold pipe lances that reach six meters.
El empleo de cabezales de gunitado garantiza mejores resultados ya que la capa de material de gunitado se extiende homogénea en toda la superficie. Actualmente se conocen dos tipos de robots de gunitado.The use of gunning heads guarantees better results since the layer of gunning material extends evenly over the entire surface. Two types of gunning robots are currently known.
Un primer tipo de cabezal de gunitado conocido, es del tipo que se desplaza y se mantiene en posición de trabajo mediante una grúa puente. Durante la operación de gunitado el robot se encuentra suspendido en el aire mediante la grúa puente.A first type of known gunning head is the type that is moved and maintained in the working position by means of an overhead crane. During the gunning operation, the robot is suspended in the air by means of the bridge crane.
Otro tipo de cabezal de gunitado conocido está destinado a instalarse de forma fija al lado del horno, cuchara o recipiente cilíndrico que vaya a ser gunitado. Este tipo de soluciones comprenden un brazo accionable en el que está unido el cabezal, y este a su vez, comprende una lanza por la que se pulveriza el material. El cabezal se posiciona en el interior del recipiente y gira para completar el gunitado de la superficie correspondiente mediante la lanza.Another type of known gunning head is intended to be fixedly installed next to the furnace, ladle or cylindrical container that is going to be gunned. This type of solution includes an actuatable arm to which the head is attached, and this, in turn, includes a lance through which the material is sprayed. The head is positioned inside the container and rotates to complete the shotgunning of the corresponding surface by means of the lance.
Un ejemplo de este tipo de soluciones se describe en la publicación de solicitud de patente PCT WO2017085332A1, donde un cabezal se desplaza a través de una grúa puente, y, una vez en posición, éste se desplaza hacia abajo hasta quedar apoyado sobre la abertura superior del recipiente. Este tipo de instalaciones comprenden un cabezal que comprende a su vez la lanza, donde dicho cabezal puede desplazarse en dirección vertical y girar alrededor de su propio eje longitudinal, de tal manera que la lanza puede proyectar o pulverizar material refractivo a distintos ángulos sobre las paredes del horno. Este cabezal presenta la desventaja que debe estar apoyado y acoplado sobre el propio horno y debe ser trasladado con una grúa puente. Además, su desplazamiento respecto de la abertura de acceso es solo posible a través de dos posiciones, una posición de reposo y de una posición de trabajo, materializadas por medio de una pluralidad de brazos, algunos de ellos abatibles, de manera que la grúa puente puede ser liberada mientras que el brazo accionable queda apoyado sobre dichos brazos, subiéndolo a la posición de reposo cuando no se realice el gunitado mediante los brazos plegables o abatibles unidos al recipiente y, de manera equivalente, bajándolo durante su funcionamiento normal.An example of this type of solution is described in PCT patent application publication WO2017085332A1, where a head moves through a crane bridge, and, once in position, it moves down until it rests on the upper opening of the container. These types of installations comprise a head that in turn includes the lance, where said head can move vertically and rotate around its own longitudinal axis, in such a way that the lance can project or spray refractive material at different angles on the walls. from the oven. This head has the disadvantage that it must be supported and attached to the kiln itself and must be moved with an overhead crane. In addition, its displacement with respect to the access opening is only possible through two positions, a rest position and a work position, materialized by means of a plurality of arms, some of them folding, so that the overhead crane it can be released while the operable arm is resting on said arms, raising it to the rest position when the shotgun is not being carried out by means of the folding or collapsible arms attached to the container and, in an equivalent way, lowering it during its normal operation.
Otra desventaja es que, en la práctica, la pulverización mediante estos cabezales conocidos debe ser siempre supervisada o incluso controlada por el operario mediante un sistema de control, y para ello, el operario debe tener a la vista el interior del horno y la zona que en la que se está dispensando el material. Para ello, el operario, bien para la supervisión o para el control del dispositivo, se coloca fuera del horno, pero relativamente cerca como para ver su interior, lo que conlleva serios peligros por la poca calidad de la visión de la zona siendo o que debe ser gunitada. Cabe destacar que, tanto las zonas ciegas, la alta temperatura y la existencia de partículas metálicas en suspensión dificultan enormemente esta tarea. Como consecuencia, las soluciones conocidas en el estado de la técnica carecen de precisión y control en términos de posicionamiento y orientación del material que se dispensa. En caso de un modo de funcionamiento totalmente manual, el operador tiene que exponerse a la fuente de calor para poder ver dónde proyectar dentro del horno.Another disadvantage is that, in practice, the spraying by means of these known heads must always be supervised or even controlled by the operator by means of a control system, and for this, the operator must have a view of the interior of the oven and the area that into which the material is being dispensed. For this, the operator, either to supervise or to control the device, stands outside the oven, but relatively close enough to see its interior, which entails serious dangers due to the poor quality of vision of the area being or being must be shot. It should be noted that both the blind areas, the high temperature and the existence of metallic particles in suspension make this task extremely difficult. As a consequence, the solutions known in the state of the art lack precision and control in terms of positioning and orientation of the material to be dispensed. In the case of a fully manual mode of operation, the operator has to expose himself to the heat source in order to see where to project inside the oven.
Otra desventaja asociada al hecho de que el operario tenga que trabajar cerca del horno es que está muy expuesto a posibles vapores o partículas que se liberen durante el gunitado. Esto podría llegar a afectar a la salud del operario.Another disadvantage associated with the fact that the operator has to work near the furnace is that he is very exposed to possible vapors or particles that are released during gunning. This could affect the health of the operator.
Adicionalmente, algunos cabezales conocidos en el estado de la técnica presentan mecanismos complejos de bielas para conseguir transportar hasta la zona de eyección el agua y el material seco mientras que simultáneamente tienen que ser capaces de permitir un movimiento basculación en la lanza (subida y bajada) y un giro sin fin de un segmento rotativo respecto del otro que no es rotativo. Los mecanismos de bielas conocidos, por su tipología, no permiten incorporar dispositivos electrónicos cableados hasta la porción rotativa sin repercutir en el giro sin fin del segmento rotativo, lo que es una característica esencial para la correcta pulverización de material dentro del recipiente. Además, dichos cabezales están sometidos a duras condiciones, tanto de temperatura como de partículas metálicas en suspensión que hacen difícil la incorporación de dispositivos electrónicos de monitorización, particularmente si estos fueran a ser incorporados en el segmento rotativo sin fin.Additionally, some heads known in the state of the art have complex connecting rod mechanisms to transport the water and dry material to the ejection zone while simultaneously having to be able to allow a tilting movement in the lance (up and down) and an endless rotation of a rotating segment with respect to the other that is not rotating. The known connecting rod mechanisms, due to their typology, do not allow the incorporation of electronic devices wired up to the rotating portion without affecting the endless rotation of the rotating segment, which is an essential characteristic for the correct pulverization of material inside the container. In addition, said heads are subjected to harsh conditions, both in terms of temperature and suspended metal particles, which make it difficult to incorporate electronic monitoring devices, particularly if they were to be incorporated into the endless rotating segment.
Presumiblemente, por ello, los cabezales conocidos en el estado de la técnica presentan inconvenientes y problemas particulares para incorporar elementos de monitorización, mermando así en la monitorización y/o control del pulverizado, particularmente en el segmento rotativo destinado a penetrar en el recipiente, e incluso carecen de cualquier tipo de elemento de monitorización en dicho segmento rotativo. Al carecer de elementos o sistemas de control y monitoreo, no sólo yerran en la debida precisión y control durante la pulverización, sino que tampoco son capaces de detectar peligros potenciales, tanto del entorno como de la propia máquina.Presumably, for this reason, the heads known in the state of the art have particular drawbacks and problems for incorporating monitoring elements, thus diminishing the monitoring and/or control of the spray, particularly in the rotating segment intended to penetrate the container, and they even lack any type of monitoring element in said rotary segment. Lacking control and monitoring elements or systems, not only do they err in due precision and control during spraying, but they are also unable to detect potential dangers, both from the environment and from the machine itself.
Asimismo, no solo presentan serias desventajas en cuanto al control y supervisión en tiempo real, tampoco son capaces de generar y almacenar datos y parámetros de interés que puedan ser procesados y utilizados para generar conocimiento para futuras actualizaciones y mejoras del robot o de otras máquinas o componentes del sector. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Likewise, not only do they present serious disadvantages in terms of real-time control and supervision, they are also not capable of generating and storing data and parameters of interest that can be processed and used to generate knowledge for future updates and improvements of the robot or other machines or industry components. DESCRIPTION OF THE INVENTION
Un objeto de la invención es un cabezal para pulverizar un producto dentro de un recipiente, especialmente para el revestimiento de un recipiente que puede ser una artesa, distribuidores de coladas o cualquier otro contenedor o recipiente, por ejemplo, un horno eléctrico en el que se funde acero.An object of the invention is a head for spraying a product inside a container, especially for lining a container that can be a tundish, sprue distributors or any other container or container, for example, an electric furnace in which smelt steel.
Un primer aspecto de la invención se refiere a un cabezal para pulverizar un producto para el revestimiento de cualquier recipiente o contenedor, tales como hornos, cucharones o recipientes cilíndricos adecuados para retener materiales a muy elevadas temperaturas, por ejemplo, a temperaturas superiores al punto de la fusión de materiales que van a contener, y que se emplean preferentemente en el sector de la metalurgia. Dichos recipientes, por ejemplo, pueden referirse indistintamente a cucharones de hierro y acero, hornos de oxígeno básico (BOF), recipientes de descarburación de argón-oxígeno (AOD), hornos de arco eléctrico (EAF), recipientes de fundición de aluminio y cobre, hornos de colada, distribuidores de colada (“tundish” en inglés), carros torpedos (cucharones conformados en rieles, utilizados para transferir hierro fundido desde el alto horno hasta la instalación de fabricación de acero) y hornos de soplado inferior (Q-BOP).A first aspect of the invention refers to a head for spraying a product for coating any container or container, such as ovens, ladles or cylindrical containers suitable for retaining materials at very high temperatures, for example, at temperatures above the melting point. the fusion of materials that are going to contain, and that are preferably used in the metallurgy sector. Said containers, for example, can refer interchangeably to Iron and steel ladles, Basic Oxygen Furnaces (BOF), Argon-Oxygen Decarburization (AOD) vessels, Electric Arc Furnaces (EAF), Aluminum and Copper smelting vessels, Melting furnaces, Melting tundishes (“ tundish), torpedo cars (rail-shaped ladles, used to transfer molten iron from the blast furnace to the steelmaking facility), and bottom blown furnaces (Q-BOPs).
En algunas realizaciones, el producto a pulverizar es un material refractario, entendiéndose como material refractario en el contexto de la presente invención, aquellos materiales que son resistentes a altas temperaturas, y que son utilizados predominantemente como revestimientos de recipientes para el procesamiento de materiales a elevadas temperaturas y también en otras aplicaciones en las que propiedades termomecánicas son críticas.In some embodiments, the product to be pulverized is a refractory material, meaning as refractory material in the context of the present invention, those materials that are resistant to high temperatures, and that are predominantly used as linings of containers for the processing of materials at high temperatures. temperatures and also in other applications where thermomechanical properties are critical.
Preferentemente, el material refractario a ser dispensado por el cabezal es una arena de magnesita mezclada con agua, cuya mezcla se adhiere a las paredes del recipiente para su revestimiento.Preferably, the refractory material to be dispensed by the head is magnesite sand mixed with water, which mixture adheres to the walls of the container for coating.
El cabezal está destinado a ser introducido dentro del recipiente y comprende un primer segmento y un segundo segmento, siendo el segundo segmento rotativo respecto del primer segmento. Preferiblemente, el segundo segmento es rotativo sin fin respecto del primer segmento, entendiéndose rotativo sin fin como capaz de rotar al menos 360° (abarcando toda sección radial del recipiente). Opcionalmente, el segundo segmento puede tener una rotación totalmente libre sin ningún tipo de restricción angular o tope en su recorrido angular.The head is intended to be inserted into the container and comprises a first segment and a second segment, the second segment being rotatable with respect to the first segment. Preferably, the second segment is endlessly rotatable with respect to the first segment, endless rotatable being understood as capable of rotating at least 360° (encompassing the entire radial section of the container). Optionally, the second segment can have a totally free rotation without any type of angular restriction or stop in its angular path.
El segundo segmento puede estar interconectado a el primer segmento por medio de una articulación rotatoria dispuesta entre el primer segmento y el segundo segmento. La articulación rotatoria puede ser una de cualquier tipo conocida.The second segment may be interconnected to the first segment by means of a rotary joint arranged between the first segment and the second segment. The rotary joint may be one of any known type.
En una realización preferente, el cabezal comprende un anillo deslizante hidráulico anexo o formando parte de la articulación rotatoria, donde dicho anillo deslizante hidráulico permite la transferencia de fluido desde una fuente estacionaria, en este caso el primer segmento del cabezal, hasta el componente rotatorio, que corresponde al segundo segmento de dicho cabezal, de tal manera que el anillo deslizante hidráulico conecta el suministro de fluido a la parte rotativa, lo que permite el flujo continuo e ininterrumpido de dicho fluido. El fluido a suministrar es generalmente agua previa a su mezcla con el producto o material refractario sólido.In a preferred embodiment, the head comprises a hydraulic slip ring attached to or forming part of the rotary joint, where said hydraulic slip ring allows the transfer of fluid from a stationary source, in this case the first segment of the head, to the rotary component, which corresponds to the second segment of said head, in such a way that the hydraulic slip ring connects the fluid supply to the rotating part, which allows continuous flow and uninterrupted supply of said fluid. The fluid to be supplied is generally water prior to its mixing with the product or solid refractory material.
El cabezal comprende, en su interior, al menos un conducto para canalizar el material sólido, por ejemplo, arena magnesita, hasta una lanza en comunicación con el conducto. La lanza está configurada para pulverizar, proyectar, dispensar o rociar material refractario (preferiblemente arena magnesita mezclada con agua) procedente del conducto sobre las paredes interiores de éste.The head comprises, inside, at least one conduit for channeling the solid material, for example, magnesite sand, up to a lance in communication with the conduit. The lance is configured to spray, spray, dispense or spray refractory material (preferably magnesite sand mixed with water) from the conduit onto the interior walls of the conduit.
Asimismo, la lanza está montada al menos en parte en el segundo segmento que es rotativo, siendo solidaria al giro de éste, y estando dispuesta transversalmente a dicho segundo segmento, de tal manera que, una vez dentro del recipiente, la lanza puede girar 360° (sin fin) en el interior del recipiente.Likewise, the lance is mounted at least in part on the second segment that is rotatable, being integral with its rotation, and being arranged transversely to said second segment, in such a way that, once inside the container, the lance can rotate 360 degrees. ° (endless) inside the container.
Preferentemente, la lanza está dispuesta dentro de un compartimento de lanza que es anexo o forma parte del segundo segmento.Preferably, the lance is arranged within a lance compartment that is attached to or forms part of the second segment.
En el compartimento de lanza, mediante un mezclador dispuesto en el mismo, se puede mezclar el agua canalizada desde el anillo deslizante hidráulico con el producto que que pasa por otros conductos internos, haciendo la mezcla justo antes de su pulverización en el mezclador. Opcionalmente, el cabezal puede prescindir de un mezclador, ya que algunos productos de pulverización de este tipo de recipientes no necesitan ser mezclador con agua.In the lance compartment, by means of a mixer arranged therein, the water channeled from the hydraulic sliding ring can be mixed with the product that passes through other internal conduits, mixing just before it is sprayed in the mixer. Optionally, the head can do without a mixer, since some spray products from this type of container do not need to be mixed with water.
En una realización, el compartimento de lanza es rotativo respecto del segundo segmento, y está capacitado para rotar, en conjunto con la lanza, a través de un eje que es transversal a dicho segundo segmento, de manera que el compartimento de lanza es solidario con el giro del segundo segmento y está interconectado de manera giratoria con éste.In one embodiment, the lance compartment is rotatable with respect to the second segment, and is capable of rotating, together with the lance, through an axis that is transversal to said second segment, so that the lance compartment is integral with the rotation of the second segment and is rotatably interconnected with it.
La lanza puede estar acoplada a un eje de accionamiento que se proyecta transversalmente desde el segundo segmento hasta el cabezal, de tal manera que tanto la lanza como el eje de accionamiento son solidarios al eje de rotación vertical (o al eje longitudinal del segundo segmento), y dicho eje de accionamiento bascula a su vez respecto de la horizontal (transversalmente al segundo segmento) de tal manera que la lanza puede bascular respecto de la horizontal al menos en una horquilla entre 0 y 110°. The lance can be coupled to a drive shaft that projects transversely from the second segment to the head, in such a way that both the lance and the drive shaft are integral to the vertical axis of rotation (or to the longitudinal axis of the second segment). , and said actuation axis tilts in turn with respect to the horizontal (transversally to the second segment) in such a way that the lance can tilt with respect to the horizontal at least in a fork between 0 and 110°.
En una realización de la presente invención, el cabezal comprende un compartimento de monitorización anexo o formando parte del segundo segmento de dicho cabezal, donde dicho compartimento de monitorización comprende un dispositivo electrónico. Opcionalmente, el dispositivo electrónico puede estar dispuesto dentro del segundo segmento. Preferiblemente, el dispositivo electrónico comprende una cámara configurada para capturar imágenes de la lanza y/o de al menos una zona del interior del recipiente. La zona interior del recipiente puede ser referida como una zona exterior del segundo segmento, ya que, en operación, esta es la zona de captura de imágenes de la cámara.In an embodiment of the present invention, the head comprises a monitoring compartment attached to or forming part of the second segment of said head, wherein said monitoring compartment comprises an electronic device. Optionally, the electronic device may be arranged within the second segment. Preferably, the electronic device comprises a camera configured to capture images of the lance and/or of at least one area inside the container. The interior region of the container may be referred to as an exterior region of the second segment, since, in operation, this is the imaging region of the camera.
Se ha encontrado que la implementación de dispositivos inalámbricos en el segundo segmento presenta grandes inconvenientes, tanto por su carácter rotativo sin fin, como por el duro entorno al que está sometido este segundo segmento que es rotativa sin fin y que debe penetrar el interior de los hornos o recipientes a altísima temperatura con una gran cantidad de partículas metálicas en suspensión durante la proyección de material refractario.It has been found that the implementation of wireless devices in the second segment presents major drawbacks, both because of its endlessly rotating nature, and because of the harsh environment to which this second segment is subjected, which is endlessly rotating and must penetrate the interior of the ovens or containers at very high temperatures with a large amount of metallic particles in suspension during the spraying of refractory material.
Por lo tanto, de acuerdo con una realización de la presente invención, el cabezal comprende, además:Therefore, according to an embodiment of the present invention, the head further comprises:
- un anillo eléctrico deslizante que hace de interfaz eléctrica para comunicar la cámara (dispuesta en el segundo segmento que es rotativo sin fin) con un sistema de control.- a sliding electric ring that acts as an electrical interface to communicate the camera (arranged in the second segment that is endlessly rotating) with a control system.
El sistema de control puede ser un panel de control y/o un módulo de control, así como distintos elementos adecuados para recibir y transmitir las imágenes de la cámara a un dispositivo, pantalla o monitor.The control system can be a control panel and/or a control module, as well as different elements suitable for receiving and transmitting the images from the camera to a device, screen or monitor.
De esta manera, dicho colector o anillo eléctrico deslizante actúa como interfaz eléctrica giratoria permitiendo la transferencia de potencia y/ de transmisión de señal de datos entre un componente fijo y un componente giratorio de dicho anillo eléctrico deslizante.In this way, said collector or electrical slip ring acts as a rotary electrical interface allowing power transfer and/or data signal transmission between a fixed component and a rotating component of said electrical slip ring.
Preferentemente, son utilizados contactos eléctricos que conectan un componente solidario al giro del segundo segmento con un componente (que no presenta rotación), permitiendo el flujo de señales eléctricas y evitando o minimizando que los cables se tuerzan o se doblen. El anillo eléctrico minimiza el torsionamiento de los cables al mantener una conexión constante e ininterrumpida entre las partes fijas (primer segmento) y la parte giratoria (segundo segmento) del cabezal para transferir datos y/o cables de alimentación hasta el segundo segmento que es rotativo sin fin.Preferably, electrical contacts are used that connect a component integral to the rotation of the second segment with a component (which does not present rotation), allowing the flow of electrical signals and avoiding or minimizing twisting or bending of the cables. The electrical ring minimizes the twisting of the cables when maintain a constant and uninterrupted connection between the fixed parts (first segment) and the rotating part (second segment) of the head to transfer data and/or power cables to the second segment which is endlessly rotating.
El colector eléctrico o anillo eléctrico deslizante, puede ser un anillo colector de tipo escobilla, que comprende un anillo giratorio que está conectado a un componente giratorio solidario al segundo segmento, y un cepillo estacionario conectado a un componente estacionario, esto es, que no presenta rotación. Opcionalmente, el cepillo puede presentar deslizamiento con el componente giratorio y moverse libremente por una porción anular. El anillo giratorio puede estar provisto de anillos o bandas de metal, y los cepillos hacen contacto con dichos anillos o bandas de metal.The electrical collector or electrical sliding ring can be a brush-type collector ring, comprising a rotating ring that is connected to a rotating component attached to the second segment, and a stationary brush connected to a stationary component, that is, it does not have rotation. Optionally, the brush can slide with the rotatable component and move freely in an annular portion. The rotating ring may be provided with metal rings or bands, and the brushes make contact with said metal rings or bands.
Opcionalmente, el colector o anillo eléctrico deslizante puede ser un anillo deslizante sin escobillas donde el componente giratorio contiene un sensor óptico o magnético que envía señales a un sensor del componente estacionario.Optionally, the electrical slip ring or collector may be a brushless slip ring where the rotating component contains an optical or magnetic sensor that sends signals to a sensor in the stationary component.
Por consiguiente, los conectores eléctricos arriba descritos pueden ser escobillas o cepillos, sensores ópticos o sensores magnéticos.Therefore, the electrical connectors described above can be brushes, optical sensors or magnetic sensors.
Además, el colector eléctrico puede comprender componentes adicionales para mejorar sus capacidades de transferencia de alta frecuencia, donde los componentes adicionales pueden incluir capacitores, inductores y otros componentes pasivos.In addition, the electrical collector may comprise additional components to enhance its high frequency transfer capabilities, wherein the additional components may include capacitors, inductors, and other passive components.
En algunas realizaciones, los uno o más cables conectados al anillo eléctrico deslizante son de politetrafluoroetileno o PTFE (en inglés: “Polytetrafluoroethylene”), ya que este material puede soportar las duras condiciones dentro del receptáculo. Opcionalmente, los cables son de fibra óptica, ya que minimizan las interferencias electromagnéticas, incluidas las de partículas metálicas, y también son resistentes a las altas temperaturas.In some embodiments, the one or more wires connected to the electrical slip ring are made of polytetrafluoroethylene or PTFE (in English: "Polytetrafluoroethylene"), since this material can withstand the harsh conditions inside the receptacle. Optionally, the cables are fiber optic, since they minimize electromagnetic interference, including metal particles, and are also resistant to high temperatures.
De esta manera, la cámara y, preferentemente también otros dispositivos electrónicos, que ventajosamente deben estar localizados en el segundo segmento que es rotativo, pueden estar debidamente conectados por uno o más cables de señal y/o de alimentación hasta el anillo eléctrico deslizante, y un cable de salida conectado a éste (por ejemplo, al componente estacionario) comunica la señal y/o alimentación hasta un sistema de control. De esta manera, el segundo segmento puede girar sin fin sobre su propio eje longitudinal sin que ocurra el torsionamiento de los cables que conectan los uno o más dispositivos eléctricos de monitorización, o al menos minimizando dicho torsionamiento.In this way, the camera and, preferably also other electronic devices, which advantageously must be located in the second segment that is rotatable, can be duly connected by one or more signal and/or power cables to the electrical sliding ring, and an output cable connected to it (for example, to the stationary component) communicates the signal and/or power to a control system. In this way, the second segment can rotate endlessly on its own longitudinal axis without twisting the cables that connect the segments. one or more electrical monitoring devices, or at least minimizing said twisting.
Nótese que, en alguna realización la cámara y/o los otros dispositivos eléctricos pueden estar alimentados por baterías, por lo que los uno o más cables pueden estar destinados exclusivamente para la transmisión de señal.Note that, in some embodiment, the camera and/or other electrical devices may be powered by batteries, so the one or more wires may be exclusively for signal transmission.
Al menos un elemento comprendido en el sistema de control puede estar conectado al anillo deslizante eléctrico para y recibir y transmitir señales a de los dispositivos electrónicos conectados también, por cables, a dicho anillo eléctrico deslizante..At least one element included in the control system can be connected to the electric slip ring to receive and transmit signals to the electronic devices also connected, by cables, to said electric slip ring.
Además, preferentemente, el dispositivo electrónico comprende uno o más medios o elementos de monitorización. Por ejemplo, los uno o más medios de monitorización pueden ser uno o más elementos y/o distintas combinaciones de elementos, de una lista que comprende:Furthermore, preferably, the electronic device comprises one or more monitoring means or elements. For example, the one or more monitoring means can be one or more elements and/or different combinations of elements, from a list comprising:
- uno o más sensores de temperatura,- one or more temperature sensors,
- uno o más sensores de obstáculos,- one or more obstacle sensors,
- uno o más sensores de presión,- one or more pressure sensors,
- uno o más sensores de posición,- one or more position sensors,
- uno o más sensores de velocidad,- one or more speed sensors,
- uno o más sensores de vibración,- one or more vibration sensors,
- una o más celdas de cargas,- one or more load cells,
- uno o más acelerómetros,- one or more accelerometers,
- uno o más sensores de medición de flujo,- one or more flow measurement sensors,
- una o más cámaras.- one or more cameras.
Asimismo, al menos uno de los elementos de monitorización o una combinación de éstos, pueden estar integrados en el compartimento de monitorización anteriormente descrito, en conjunto o en adición a la cámara.Also, at least one of the monitoring elements or a combination thereof, can be integrated into the monitoring compartment described above, together or in addition to the camera.
El compartimento de monitorización puede comprender una pluralidad de cámaras para capturar imágenes de la lanza y del interior del recipiente destinado a ser revestido por material refractario.The monitoring compartment may comprise a plurality of cameras to capture images of the lance and the interior of the container to be lined with refractory material.
Al menos la porción frontal del compartimento de monitorización, entendiéndose porción frontal aquella que apunta hacia la zona donde ocurre la pulverización dentro del recipiente, puede estar dotada de una superficie transparente o lo suficientemente translúcida para dejar pasar suficiente luz para que la cámara capture imágenes. At least the front portion of the monitoring compartment, the front portion being understood as that which points towards the area where the spraying occurs inside the container, can be provided with a transparent or sufficiently translucent surface to allow enough light to pass through for the camera to capture images.
Alternativamente, el compartimento comprende una apertura o abertura para la correcta captura de imágenes, y la cámara está protegida por una carcasa estanca en el interior del compartimento de monitorización.Alternatively, the compartment comprises an aperture for correct image capture, and the camera is protected by a sealed casing inside the monitoring compartment.
En algunas realizaciones, la cámara puede estar dentro del compartimento de monitorización y uno o más elementos de monitorización adicionales estar dispuestos dentro del segundo segmento y, por lo tanto, fuera del compartimento.In some embodiments, the camera may be within the monitoring compartment and one or more additional monitoring elements may be arranged within the second segment and therefore outside the compartment.
La cámara puede estar conectada al cableado en circuito cerrado, donde dicho cableado atraviesa interiormente el cabezal, desde la cámara hasta conectar con el anillo colector eléctrico, y a la salida de éste, conectado eléctricamente con al menos un elemento de un sistema de control. La cámara puede ser utilizada por el operario tanto para supervisar como para controlar remotamente la pulverización efectuada por el cabezal.The chamber can be connected to wiring in a closed circuit, where said wiring crosses the head internally, from the chamber to connect with the electrical slip ring, and at its outlet, electrically connected to at least one element of a control system. The camera can be used by the operator both to monitor and remotely control the spraying made by the head.
Otro aspecto de la invención se refiere a un método para controlar la pulverización del cabezal, por un operador con acceso al sistema de control, que puede comprender las etapas de:Another aspect of the invention refers to a method for controlling the spraying of the head, by an operator with access to the control system, which may comprise the steps of:
- posicionar el cabezal en una ubicación deseada dentro del recipiente,- position the head in a desired location inside the container,
- enviar las señales capturadas por el dispositivo electrónico al sistema de control, - analizar las señales recibidas en el sistema de control para determinar una orientación y posición de la lanza dentro del recipiente,- send the signals captured by the electronic device to the control system, - analyze the signals received in the control system to determine an orientation and position of the lance inside the container,
- rotar el segundo segmento y, en consecuencia, la posición de la lanza, en base al análisis de las señales capturadas, hasta alcanzar una posición deseada, - iniciar la pulverización de material refractario.- rotate the second segment and, consequently, the position of the lance, based on the analysis of the captured signals, until reaching a desired position, - start the spraying of refractory material.
Además, ulteriormente, el método puede comprender monitorear la pulverización de material refractario utilizando preferentemente la una o más cámaras y ajustar la posición del brazo rociador y de la lanza según sea necesario.Furthermore, the method may further comprise monitoring the spraying of refractory material preferably using the one or more chambers and adjusting the position of the spray arm and lance as necessary.
Finalmente, se detiene el proceso de pulverización de material refractario cuando se alcanza un nivel de revestimiento deseado en las paredes interiores del recipiente.Finally, the refractory spraying process is stopped when a desired coating level is reached on the interior walls of the vessel.
Opcionalmente, las cámaras pueden ser utilizadas únicamente por el operario para supervisar la pulverización de material refractivo. Optionally, the cameras can be used solely by the operator to monitor the spraying of refractive material.
Para facilitar la introducción del cabezal en el recipiente, y evitar la necesidad de grúas puente o la necesidad de brazos fijados al recipiente para, en operación, sujetar al cabezal, un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un robot que incorpora el cabezal de una cualquiera de las realizaciones antes descritas.To facilitate the introduction of the head into the container, and to avoid the need for overhead cranes or the need for arms attached to the container to, in operation, hold the head, a second aspect of the present invention relates to a robot that incorporates the head. of any one of the embodiments described above.
El robot puede estar provisto de un brazo de posicionamiento que, en operación, está unido al cabezal por un extremo de éste. Asimismo, por el extremo opuesto, puede estar unido un mecanismo de ajuste de posición dispuesto alrededor de una abertura de acceso del recipiente, de manera que dicho mecanismo de ajuste de posición permite, por medio de elementos motorizados, bascular el brazo de posicionamiento sobre un plano en correspondencia con la abertura de acceso para facilitar la introducción del cabezal dentro del recipiente.The robot may be provided with a positioning arm which, in operation, is attached to the head at one end thereof. Likewise, at the opposite end, a position adjustment mechanism arranged around an access opening of the container can be attached, such that said position adjustment mechanism allows, by means of motorized elements, to tilt the positioning arm on a plane in correspondence with the access opening to facilitate the introduction of the head inside the container.
Preferentemente, el mecanismo de ajuste de posición puede comprender unos segundos elementos motorizados, configurados para girar el brazo de posicionamiento respecto de un eje que es perpendicular a la abertura de acceso del recipiente.Preferably, the position adjustment mechanism may comprise second motorized elements, configured to rotate the positioning arm about an axis that is perpendicular to the access opening of the container.
Otro aspecto de la invención se refiere a una instalación que incorpora el cabezal según una cualquiera de las realizaciones anteriormente descritas, donde dicha instalación dispone de una grúa puente configurada para sostener el cabezal dentro del recipiente.Another aspect of the invention refers to an installation that incorporates the head according to any of the previously described embodiments, where said installation has an overhead crane configured to hold the head inside the container.
Otro aspecto de la invención se refiere a una instalación que incorpora el cabezal según una cualquiera de las realizaciones anteriormente descritas, y que además comprende una pluralidad de brazos unidos al recipiente para sostener dicho cabezal, evitando la necesidad de una grúa puente durante el proceso de pulverizado.Another aspect of the invention refers to an installation that incorporates the head according to any of the previously described embodiments, and which also comprises a plurality of arms attached to the container to support said head, avoiding the need for an overhead crane during the process of pulverized.
En algunas realizaciones, el sistema de control puede estar configurado para recibir un conjunto de señales de los elementos de monitorización y de la cámara, procesar dicho conjunto de señales y enviar otro conjunto de señales de salida a cualquiera de los actuadores o motores del cabezal, robot o instalación, por ejemplo, para una parada de emergencia, o para retroalimentar los parámetros de entrada de los motores o actuadores para su control por medio de dicho sistema de control o de otro sistema de control específico para los motores. Por ejemplo, el sistema de control o unida de procesamiento del mismo puede estar configurada para determinar la posición del cabezal respecto del recipiente, y enviar señales a distintos actuadores para introducir automáticamente el cabezal por la abertura de acceso del recipiente, basado en las señales de los sensores o por un procesador de imágenes que post procesa imágenes captadas por la cámara para detectar la posición y la orientación del cabezal respecto del recipiente.In some embodiments, the control system may be configured to receive one set of signals from the monitoring elements and from the camera, process said set of signals, and send another set of output signals to any of the actuators or motors in the head, robot or installation, for example, for an emergency stop, or to feed back the input parameters of the motors or actuators for their control by means of said control system or another specific control system for the motors. For example, the control system or processing unit thereof may be configured to determine the position of the head relative to the container, and send signals to various actuators to automatically insert the head through the access opening of the container, based on the input signals. the sensors or by an image processor that post-processes images captured by the camera to detect the position and orientation of the head with respect to the container.
Ventajosamente, un programa de post procesamiento de imágenes está configurado para determinar la profundidad y superficie (por ejemplo, el diámetro) del recipiente. Asimismo, uno o más sensores de detección de obstáculos pueden alertar al sistema de control en tiempo real de un potencial problema, por ejemplo, para que éste ejecute una parada de emergencia dando orden a los medios motorizados y/o actuadores.Advantageously, an image post-processing program is configured to determine the depth and surface (eg, diameter) of the container. Likewise, one or more obstacle detection sensors can alert the control system in real time of a potential problem, for example, so that it executes an emergency stop giving an order to the motorized means and/or actuators.
Por consiguiente, en una realización, un módulo de control y de procesamiento comprende un algoritmo de post procesamiento de imágenes configurado para analizar las imágenes capturadas por la cámara, en el que el algoritmo de post procesamiento de imágenes está configurado para detectar, al menos, la superficie de la abertura de acceso y la profundidad del recipiente, para calcular la posición y orientación del recipiente en relación con el cabezal y, ajustar la posición y orientación del cabezal en base al cálculo de posición previamente efectuado.Accordingly, in one embodiment, a control and processing module comprises an image post-processing algorithm configured to analyze images captured by the camera, wherein the image post-processing algorithm is configured to detect at least the surface of the access opening and the depth of the container, to calculate the position and orientation of the container in relation to the head and, to adjust the position and orientation of the head based on the position calculation previously made.
El programa de post procesamiento puede utilizar técnicas de detección de bordes, detección de objetos y segmentación de imágenes para identificar la abertura del recipiente, la profundidad, los obstáculos y otras características relevantes en las imágenes.The post-processing program can use edge detection, object detection, and image segmentation techniques to identify vessel opening, depth, obstacles, and other relevant features in images.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a un método para introducir automática o semiautomáticamente el cabezal dentro del recipiente por medio del robot, donde dicho método puede comprender las etapas de:Another aspect of the present invention refers to a method for automatically or semi-automatically introducing the head into the container by means of the robot, where said method can comprise the steps of:
- colocar el robot con el cabezal en proximidad al recipiente,- place the robot with the head close to the container,
- activar el dispositivo electrónico que comprende una o más cámaras y/o uno o más sensores,- activate the electronic device comprising one or more cameras and/or one or more sensors,
- recolectar un conjunto de datos de los sensores y/o imágenes de las una o más cámaras,- collect a set of data from the sensors and/or images from the one or more cameras,
- analizar dicho conjunto de datos recolectados y/o las imágenes capturadas, - determinar la posición y orientación del recipiente respecto de cabezal basado, al menos en parte, en el conjunto de datos analizados y/o en las imágenes calculadas, - analyzing said collected data set and/or the captured images, - determining the position and orientation of the container with respect to the head based, at least in part, on the analyzed data set and/or on the calculated images,
- determinar, basado en la orientación y posición del recipiente, una amplitud de rotación y/o basculación requerida para modificar la posición y orientación del cabezal para entrar en el recipiente de forma segura,- determining, based on the orientation and position of the container, an amplitude of rotation and/or tilting required to modify the position and orientation of the head to enter the container safely,
- actuar sobre los medios motorizados para introducir el cabezal dentro del recipiente basado en la determinación de la etapa anterior.- acting on the motorized means to introduce the head into the container based on the determination of the previous stage.
Ventajosamente, las etapas las ejecuta una unidad de procesamiento y control y esta unidad puede ejecutar además un algoritmo para calcular la posición y orientación deseada del brazo de posicionamiento en base a la posición y orientación del brazo de posicionamiento arriba determinada.Advantageously, the steps are executed by a processing and control unit and this unit can further execute an algorithm for calculating the desired position and orientation of the positioning arm based on the position and orientation of the positioning arm determined above.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of its practical embodiment, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, with an illustrative and non-limiting nature, the following has been represented:
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de una realización de la invención, que ilustra un robot que incorpora un cabezal destinado a ser introducido en un recipiente para pulverizar material refractario.Figure 1.- Shows a perspective view of an embodiment of the invention, illustrating a robot that incorporates a head intended to be introduced into a container to spray refractory material.
Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva del interior del cabezal de acuerdo con una realización de la presente invención, que ilustra un colector eléctrico dispuesto en el primer segmento del cabezal, un segundo segmento que es rotativo respecto del primer segmento, un compartimento de lanza interconectado al segundo segmento y capacitado para bascular respecto de éste, y un compartimiento de monitorización que dispone de una cámara.Figure 2.- Shows a perspective view of the interior of the head according to an embodiment of the present invention, illustrating an electrical collector arranged in the first segment of the head, a second segment that is rotatable with respect to the first segment, a compartment for lance interconnected to the second segment and capable of tilting with respect to it, and a monitoring compartment that has a camera.
Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva del cabezal de la figura 2 rígidamente unido con un brazo de posicionamiento del robot de la figura 1. Figure 3.- Shows a perspective view of the head of figure 2 rigidly connected to a positioning arm of the robot of figure 1.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
A continuación, se describe con la ayuda de las figuras 1-3, un ejemplo de realización de un robot (1) y de un cabezal (2) objetos de la presente invención.An embodiment example of a robot (1) and a head (2) objects of the present invention are described below with the help of figures 1-3.
Más en particular, la figura 1 muestra un objeto de la invención que se refiere a un cabezal (2) para pulverizar un producto en el interior de un recipiente (17) por medio de una lanza (6), comprendiendo dicho cabezal (2) un primer segmento (4), siendo el segundo segmento (3) rotativo sin fin respecto del primer segmento (4) y estando dichos segmentos (3,4) interconectados entre sí de manera giratoria.More particularly, figure 1 shows an object of the invention that refers to a head (2) for spraying a product inside a container (17) by means of a lance (6), said head (2) comprising a first segment (4), the second segment (3) being endlessly rotatable with respect to the first segment (4) and said segments (3, 4) being rotatably interconnected with each other.
Además, se muestra que la lanza (6) está montada al segundo segmento (3) por medio de un compartimento de lanza (16) en el cual se dispone internamente dicha lanza (6), donde dicho compartimento de lanza (16) está capacitado para bascular respecto del segundo segmento (3) a través de un eje perpendicular a éste (3). El compartimento de lanza (16), tal y como se ilustra en la figura 1, está configurado para realizar un movimiento basculante respecto de un eje que pasa sustancialmente por la horizontal (perpendicular al segundo segmento), presentando un movimiento basculante con un desplazamiento angular beta (P) que preferiblemente es entre 0 y 110°.In addition, it is shown that the lance (6) is mounted to the second segment (3) by means of a lance compartment (16) in which said lance (6) is internally arranged, where said lance compartment (16) is capable of to tilt with respect to the second segment (3) through an axis perpendicular to it (3). The lance compartment (16), as illustrated in figure 1, is configured to carry out a tilting movement with respect to an axis that passes substantially through the horizontal (perpendicular to the second segment), presenting a tilting movement with an angular displacement beta (P) which is preferably between 0 and 110°.
En dicho compartimento de lanza (6), tal y como muestra la figura 2, puede estar dispuesto un mezclador (14) configurado para mezclar agua desde un anillo deslizante hidráulico (11) hasta el mezclador, con objeto de ser mezclada con el producto que circula por los conductos internos, haciendo la mezcla justo antes de su pulverización en la lanza (16).In said lance compartment (6), as shown in figure 2, a mixer (14) configured to mix water from a hydraulic sliding ring (11) to the mixer can be arranged, in order to be mixed with the product that it circulates through the internal ducts, making the mixture just before it is sprayed in the lance (16).
El segundo segmento (3) del cabezal (2) está provisto de un compartimento de monitorización (21) que comprende un dispositivo electrónico que comprende preferentemente una cámara.The second segment (3) of the head (2) is provided with a monitoring compartment (21) that includes an electronic device that preferably includes a camera.
La figura 1 adicionalmente otro aspecto de acuerdo con la presente invención que se refiere a un robot (1) que incorpora el cabezal (2) anteriormente descrito.Figure 1 additionally another aspect according to the present invention that refers to a robot (1) that incorporates the head (2) described above.
Asimismo, se ilustra que el robot (1) comprende un brazo de posicionamiento (7) dotado de un extremo proximal (8) y de un extremo distal (9), estando dicho brazo de posicionamiento (7), unido al cabezal (2) por el extremo distal (9) de éste (7). Se ilustra, además, un mecanismo de ajuste de posición (10) dispuesto alrededor de una abertura de acceso (15) del recipiente (17), estando dicho mecanismo de ajuste de posición (10) conectado con el extremo proximal (8) del brazo de posicionamiento (7), y comprendiendo dicho mecanismo de ajuste de posición (10) medios motorizados configurados para efectuar un movimiento basculante de dicho brazo de posicionamiento (7) sobre un plano en correspondencia con la abertura de acceso (15), dicho movimiento basculante estando representado por un desplazamiento angular alfa (a).Likewise, it is illustrated that the robot (1) comprises a positioning arm (7) provided with a proximal end (8) and a distal end (9), said positioning arm being positioning (7), attached to the head (2) by the distal end (9) of the latter (7). Also illustrated is a position adjustment mechanism (10) disposed around an access opening (15) of the container (17), said position adjustment mechanism (10) being connected to the proximal end (8) of the arm positioning arm (7), and said position adjustment mechanism (10) comprising motorized means configured to effect a tilting movement of said positioning arm (7) on a plane in correspondence with the access opening (15), said tilting movement being represented by an angular displacement alpha (a).
El mecanismo de ajuste de posición (10), de acuerdo con la realización representada por la figura 1, comprende unos segundos medios motorizados configurados para girar el brazo de posicionamiento (7) respecto de un eje que es perpendicular a la abertura de acceso (15) del recipiente (17).The position adjustment mechanism (10), according to the embodiment represented by figure 1, comprises second motorized means configured to rotate the positioning arm (7) with respect to an axis that is perpendicular to the access opening (15). ) of the container (17).
La figura 2 muestra una vista del interior del cabezal (2) de acuerdo con una realización de la presente invención, que ilustra que el primer segmento (4) comprende un anillo deslizante eléctrico (12).El anillo deslizante eléctrico (12) comprende un componente giratorio (19) solidario al giro del segundo segmento (3) y un componente estacionario (22), estando el componente giratorio (19) y el componente estacionario (22) en contacto eléctrico entre sí por medio de contactos eléctricos (23) que permiten la transmisión de señal y/o de energía eléctrica entre los mismos. Preferentemente, tal y como muestra la figura 2 los contactos eléctricos (23) son unas escobillas.Figure 2 shows a view of the interior of the head (2) according to an embodiment of the present invention, illustrating that the first segment (4) comprises an electric slip ring (12). The electric slip ring (12) comprises a rotating component (19) integral to the rotation of the second segment (3) and a stationary component (22), the rotating component (19) and the stationary component (22) being in electrical contact with each other by means of electrical contacts (23) that They allow the transmission of signals and/or electrical energy between them. Preferably, as shown in Figure 2, the electrical contacts (23) are brushes.
Además, la figura 2 ilustra el componente giratorio (19) comprende bandas metálicas (25), donde una banda metálica (25) está conectada a una cámara (20) por medio de al menos un cable. El componente giratorio (19) puede estar provisto de otras bandas metálicas (25) solidarias a éste (19), donde cada banda metálica (25) está debidamente conectada a un cable en correspondencia con un elemento de monitorización adicional a la cámara, por ejemplo, estos pueden ser: sensores de temperatura, de obstáculos, de presión, de posición, de velocidad, de vibración, acelerómetros, etc.Furthermore, Figure 2 illustrates the rotating component (19) comprising metal bands (25), where a metal band (25) is connected to a chamber (20) by means of at least one cable. The rotating component (19) can be provided with other metallic bands (25) integral to it (19), where each metallic band (25) is properly connected to a cable in correspondence with an additional monitoring element to the camera, for example , these can be: temperature sensors, obstacles, pressure, position, speed, vibration, accelerometers, etc.
Tal y como muestra la figura 2, la cámara (20) está dispuesta en un compartimento de monitorización (21) anexo y solidario a al segundo segmento (3) que está capacitado para rotar sin fin sobre su propio eje longitudinal. As shown in figure 2, the camera (20) is arranged in a monitoring compartment (21) attached to and attached to the second segment (3) which is capable of endless rotation on its own longitudinal axis.
La figura 3 muestra una perspectiva de una sección opuesta a aquella representada por la figura 2, donde se ilustra además el brazo de posicionamiento (7) del robot de la figura 1, rígidamente unido al cabezal (2).Figure 3 shows a perspective of a section opposite to that represented by figure 2, which also illustrates the positioning arm (7) of the robot in figure 1, rigidly attached to the head (2).
Más concretamente, la figura 3 ilustra una porción frontal del compartimento de monitorización (21) que comprende una superficie transparente o lo suficientemente translúcida para dejar pasar suficiente luz para que la cámara capture imágenes.More specifically, Figure 3 illustrates a front portion of the monitoring compartment (21) comprising a surface that is transparent or translucent enough to let through enough light for the camera to capture images.
Obviamente, la invención no se limita a las realizaciones específicas descritas en el presente documento, sino que también abarca cualquier variación que pueda ser considerada por cualquier persona experta en la técnica dentro del alcance general de la invención tal como se define en las reivindicaciones. Obviously, the invention is not limited to the specific embodiments described herein, but also encompasses any variations that may be considered by any person skilled in the art within the general scope of the invention as defined in the claims.
Claims (15)
Priority Applications (2)
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DE202023106985.1U DE202023106985U1 (en) | 2023-02-08 | 2023-11-27 | Installation, robot and head for atomizing a product in an interior of a container suitable for containing molten metal |
Applications Claiming Priority (1)
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ES202330205U ES1301002Y (en) | 2023-02-08 | 2023-02-08 | INSTALLATION, ROBOT AND HEAD TO SPRAY A PRODUCT INSIDE A CONTAINER SUITABLE TO CONTAIN MOLTEN METAL |
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